Физическое качество "гибкость", методы развития гибкости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Опреление гибкости

Различия между ловкостью, гипермобильностью и чрезмерной подвижностью суставов

Сущность гибкости

Программа развития гибкости

Классификация суставов и их влияние на движение

Виды движения

Рост костей и гибкость

Общий анализ мышц

Теория сокращения

Теория мышечного расслабления

Теория мышечного удлинения

Другие факторы, ограничивающие диапазон движения

Соединительная ткань и факторы на неё влияющие

Структуры, состоящие из соединительной ткани

Влияние иммобилизации на соединительную ткань

Метаболические и пищевые виляния на соединительную ткань

Мягкие ткани

Факторы, влияющие на механические свойства соединительных тканей и мышц

Факторы, предрасполагающие к возникновению отсроченных болезненных ощущений в мышцах

Определение понятия «paccлaблeниe»

Принципы растягивания

Классификация упражнений на растягивание

Вывод

Список литературы

Введение

Уровень спортивного мастерства в различных видах спорта во многом определяет гибкость. Недостаточность гибкости усложняет и замедляет процесс усвоения двигательных навыков, ограничивая проявления силы, скоростных и координационных способностей, снижает экономичность работы, повышая вероятность возникновения травм двигательного аппарата спортсменов.

Каждый вид спорта проявляет специфические требования к гибкости, что обусловлено, прежде всего, биомеханической структурой соревновательного упражнения. Трудно переоценить значение гибкости для человека вообще и для спортсмена в частности. Специалистам в области спорта - тренерам, организаторам физической культуры и спорта, спортивным врачам - крайне необходимо обладать достаточной полнотой знаний о двигательном качестве- гибкости. Не менее важны эти знания и для самих спортсменов. Результат любой программы развития гибкости может быть лучше прогнозируемым и более точным при условии понимания и применения определенных биологических и биомеханических принципов. При оценке уровня гибкости человека и планировании программы развития гибкости следует учитывать не только положительные последствия увеличения гибкости, но и вероятность получения повреждений и нарушения функций в случае, если тренировочный процесс протекает в субоптимальных условиях.

Конструктивное использование растягивания в истории человечества. Согласно Эгану ( 1984 ), сведений, когда впервые применили гибкость в качестве тренировочного метода, не обнаружено. Предполагают, что древние греки использовали определенную форму развития гибкости, которая позволяла им легко танцевать, выполнять различные акробатические упражнения и бороться. Кроме того, тренировка гибкости, по всей видимости, была составной частью каждого из трех видов гимнастики древних греков: медицинской, включавшей профилактическую (профилактика заболеваний и сохранение здоровья) и лечебную (использование различных средств для лечения заболеваний) гимнастику, военной (военная подготовка) и спортивной.

В данном реферате я постараюсь раскрыть само понятие «гибкость» и рассмотреть возможные способы ее развития.

сустав гибкость мышечный метаболический



Опреление гибкости

Слово гибкость происходит от латинского «flecteгe», означающего «сгибать). Словарь «The New Shoгteг Oxfoгd English Dictionaгy» (1993) определяет гибкость как «способность сгибаться, податливости. Существуют различия в определении так называемой нормальной гибкости. Для таких дисциплин, как физическое воспитание, спортивная медицина и т. п., характерно наиболее простое толкование гибкости: диапазон возможного движения сустава или группы суставов. Другие специалисты предпочитают несколько иные определения понятия гибкости.

Различия между ловкостью, гипермобильностью и чрезмерной подвижностью суставов

Эти три понятия не являются синонимами. Под гибкостью понимают растяжимость околосуставных тканей, обеспечивающую нормальное или физиологическое движение сустава или конечности. Подвижность характеризует стабильность сустава. Чрезмерная подвижность (разболтанность) сустава может быть следствием хронической травмы или наследственного (врожденного) нарушения, такого, например, как синдром Элерса-Данлоса. Здесь понятие гибкость будет использоваться для характеристики степени нормального движения; подвижность степени аномального движения конкретного сустава, а гипермобильность - для характеристики диапазона движения, превышающего нормальный в большинстве суставов.

Сущность гибкости

Гониометрия представляет собой метод измерения диапазона движения сустава. Диапазон движения (ДД) можно измерять двумя способами: в линейных единицах (дюймах или сантиметрах) и угловых (градусах).

Существует три основных вида гибкости. Статическая гибкость характеризует диапазон движения сустава без акцента на скорость Примером статической гибкости может быть медленный наклон туловища вниз до касания руками пола. Баллистическая гибкость обычно связана с подпрыгивающими, прыгающими и ритмичными движениями. Под динамической гибкостью подразумевают способность использовать диапазон движения сустава при занятиях двигательной активностью либо с нормальной, либо с высокой скоростью.

Следует отметить, что динамическая гибкость не обязательно означает баллистические или быстрые виды движений. Альтернативным является понятие функциональной гибкости. В качестве примера «медленной>> динамической гибкости можно привести способность балерины медленно подняться на носках и удерживать ногу под углом 60°, тогда как прыжок в шпагат - это пример «быстрой» динамической гибкости. Большинство видов спорта включает динамическую гибкость.

Гибкость имеет свою специфику для данной группы видов спорта, данного сустава, данного направления и данной скорости. Более того, даже в группах видов спорта определенные структуры гибкости связаны с частыми или редкими движениями суставов в данных видах спорта, дисциплинах и положениях. Результаты исследований показывают, что ряд видов спорта требует развития определенных специфических структур гибкости для достижения успеха в избранном виде. Это бейсбол, хоккей на льду, плавание, теннис. Это и обусловливает соответствующий выбор тренировочных занятий для развития гибкости.

Программа развития гибкости

Программа развития гибкости представляет собой адекватно спланированную программу физических упражнений, обеспечивающую постоянное и постепенное увеличение используемого диапазона движения сустава или ряда суставов в течение определенного периода времени. Согласно Эвйент, Хэмберг , растягивание можно разделить на две категории: саморастягивание и терапевтическое мышечное растягивание. Последний вид, как правило, используется в процессе тренировки спортсменов и подготовки артистов балета. Терапевтическое мышечное растягивание может входить в комплекс упражнений больных с дисфункцией двигательного аппарата.

Положительное влияние программы развития гибкости определяется двумя факторами: индивидуальными целями или задачами, контекст которых может быть биологическим, психологическим, социологическим или философским, и средствами (методами и способами) достижения поставленных целей.

Мышечная релаксация. Одним из наиболее существенных положительных результатов программы развития гибкости является ее потенциальное способствование релаксации. С физиологической точки зрения релаксация представляет собой прекращение мышечного напряжения. Нежелательно высокие уровни мышечного напряжения в организме человека приводят к целому ряду отрицательных побочных явлений. Чрезмерное мышечное напряжение снижает сенсорное осознание мира и повышает артериальное давление. Оно также повышает уровень энерготрат, так как сокращающейся мышце требуется больше энергии, чем расслабленной. Кроме того, в мышцах, находящихся в состоянии постоянного напряжения, нарушается кровообращение. Понижение кровоснабжения приводит к нехватке кислорода и жизненно необходимых питательных веществ и вызывает накопление в клетках токсических побочных продуктов распада. Этот процесс вызывает утомление и возникновение болевых ощущений.

Однако нас в первую очередь интересует гибкость. Если мышца находится в частично сокращенном состоянии, возникает аномальное состояние продолжительного сокращения- контрактура. Контрактура и хроническое мышечное напряжение делают мышцу более слабой и неспособной поглощать (амортизировшъ) удар при различных типах движения. Следовательно, неоправданное мышечное напряжение может привести к тугоподвижности. Здравый смысл подсказывает, что в данном случае средством, способствующим мышечной релаксации, могут стать упражнения на растягивание. Де Вриес и Адамс установили, что более эффективными для снижения мышечного напряжения являются не лекарственные препараты, а физические упражнения.

Физическая подготовленность, осанка, симметрия. Стремление быть здоровым и привлекательным присуще всем. Наилучший способ достижения оптимальных пропорций тела - сочетание диеты с выполнением физических упражнений. Включение индивидуальной программы развития гибкости в общую программу физической подготовки дает возможность не только укрепить здоровье и повысить уровень физической подготовленности, но и усовершенствовать свой внешний вид.

Взаимосвязь между гибкостью и осанкой рассматривается, главным образом, в теоретическом и клиническом аспектах. Кроуфорд, Джалл установили, что значительный кифоз (изгиб в участке грудной клетки) у пожилых испытуемых связан со сниженной амплитудой поднимания рук. По мнению Корбина и Нобля, и Холлаида и Девиса, дисбаланс в мышечном развитии и отсутствие растяжимости в определенных группах мышц могут способствовать нарушению осанки. Так, сутулость, например, может быть связана с недостаточной эластичностью грудных мышц и низкой выносливостью приводящих мышц лопаточной области.

Положительное влияние в этом случае может оказать выполнение упражнений на растягивание соединительнотканных компонентов мышц с одновременным укреплением ее мышечных элементов.

Регулярные занятия двигательной активностью способствуют укреплению здоровья. При нерегулярных занятиях могут возникнуть различные нарушения, такие, как астения (снижение силы), атаксия (неспособность координировать движения тела) и гипокинез (ограниченная способность передвигаться). Эти и многие другие нарушения можно предотвратить, сделав занятия двигательной активностью неотъемлемой частью вашей жизни. В зависимости от используемых методов и техники растягивания, можно увеличить мышечную силу, гибкость, улучшить координацию и ловкость.

Избавление от мышечных судорог. Болезненные непроизвольные сокращения скелетной мышцы обычно называют судорогами. Обычные судороги являются по своему характеру не мышечными, а нервными; они начинаются в момент непроизвольного сокращения мышцы, находящейся в наиболее сокращенном положении. Этим можно объяснить склонность к судорогам в икроножных мышцах у пловцов. Иными словами, адекватное выполнение ударных движений ногами при вытянутой стопе (подошвенное сгибание) предусматривает сокращение уже находящейся я в сокращенном положении икроножной мышцы.

Обычные судороги прекращаются при пассивном растягивании конкретной мышцы или при активном сокращении ее антагониста. Поскольку растягивание позволяет устранить судорогу, некоторые ученые предполагают, что упражнения на растягивание можно использовать для профилактики мышечных судорог. Так, в группе больных (44 человека) после одной недели выполнения упражнений на растягивание икроножных мышц (3 раза в день) у всех исчезли приступы ночных судорог.

Другой причиной возникновения судорог у некоторых женщин является дисменорея - нарушение менструальной функции. Результаты ряда исследований указывают на то, что болезненный характер менструаций можно предотвратить или, по меньшей мере, смягчить боль, регулярно выполняя упражнения на растягивание мышц в области таза.

Снижение болевых ощущений в мышцах. Как показывает опыт и результаты наблюдений, медленные упражнения на растягивание позволяют смягчить, а иногда и устранить болевые ощущения в мышцах. Мышечная деятельность ассоциируется с двумя видами болевых ощущений: боль во время и сразу после физической нагрузки, которая может продолжаться несколько часов, и локализованные болевые ощущения, проявляющиеся через 24-48 ч после физической нагрузки.

В результате проведения серии экспериментов де Вриес установил, что электромиография (ЭМГ) не показывала снижения болевых ощущений после растягивания. При этом наблюдался пониженный уровень мышечной активности, который коррелировал со снижением жалоб на болевые ощущения у участников экспериментов. Теоретическое обоснование этого снижения основано на том, что болевые ощущения и спазмы в мышцах связаны с повышенными потенциалами их действия, поэтому снижение чрезмерного мышечного напряжения ведет к уменьшению болезненных ощущений. Таким образом, вполне вероятно, что болезненные ощущения в мышцах можно предотвратить, снижая потенциалы их действия путем выполнения упражнений на растягивание. Установлено, что статическое растягивание приводит к существенному снижению электрической активности в мышце и, как следствие, к симптоматическому уменьшению степени болезненных ощущений. Однако не все исследования подтверждают правильность этой гипотезы. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы сделать окончательные выводы.

Профилактика травм. Использование упражнений на растягивание для увеличения гибкости основано на предположении, что подобным образом можно снизить распространенность, интенсивность или продолжительность скелетно-сухожильных и суставных травм. Растяжимость сустава несколько больше минимальной является преимуществом в некоторых видах спорта с точки зрения профилактики растяжения мышц и суставов. Иными словами, существует, очевидно, идеальный или оптимальный диапазон гибкости, предотвращающий повреждение при случайном перерастяжении мышцы или сустава. Однако это не означает, что максимальная гибкость сустава предотвращает повреждение. Возникает естественный вопрос: есть ли какая-либо польза в растягивании мышцы до экстремального диапазона движения. Хаблей-Козей и Станиш отмечают, что некоторые спортсмены, например гимнасты, должны уметь достигать экстремального диапазона движения без повреждения окружающих тканей.

Обобщая результаты различных исследований, Корбин и Нобле утверждают, что имеющиеся клинические данные подтверждают необходимость и целесообразность программ развития гибкости для профилактики травм мышц и соединительных тканей. Кроме того, малая эластичность мышцы и соединительной ткани ограничивает подвижность суставов.

Классификация суставов и их влияние на движение

Классификация суставов в зависимости от их формы

Прерывное подвижное соединение двух и более костей называют суставом. Суставы можно классифицировать в соответствии с количеством движения, которое они обеспечивают, или согласно их структурному составу. Более простая форма классификации основана на количестве общего движения, которое возможно в данном суставе. В соответствии с этой классификацией различают три вида соединений:

* синартрозы, или непрерывные соединения;

* амфиартрозы, или малоподвижные суставы;

* диартрозы, или свободно двигающиеся суставы.

Соприкасающиеся кости свободно двигающихся суставов имеют многообразие форм. В соответствии с классификацией, основанной на структурном составе, существует шесть типов суставов.

* Шаровидные суставы. Обеспечивают наиболее свободное движение с наибольшей амплитудой. Движение может происходить вокруг трех осей. В этом виде суставов кость, имеющая более или менее круглую головку, размещается в чашеподобной или в шаровидной ямке. Примерам является тазобедренный сустав (рис. а).

* Эллипсоидные, или яйцевидные, суставы. Движение в таком суставе возможно вокруг двух осей: сгибание-разгибание вокруг фронтальной оси и отведение-приведение вокруг сагиттальной. Соприкасающаяся поверхность имеет овальную форму, одна кость находится в эллипсоидной ямке на другой кости. Примерам является лучезапястный сустав (рис. б).

* Блокавидные (шарнирные) суставы. Такой вид суставов позволяет выполнять угловое движение лишь в одной плоскости, ограничивая его сгибанием-разгибанием. Примеры-локтевой и коленный суставы (рис. в).

* Цилиндрические суставы. Обеспечивают вращательное движение вокруг одной оси. В этом виде суставов кольцо стержня или же стержнеобразный отросток вращается в пределах кольца, образованного костью и соединительной тканью. Вращение является единственным возможным движением. Примерами являются 1-й и 2-й шейные позвонки, которые обеспечивают вращение головы, а также суставы между лучевой и локтевой костями, обеспечивающие пронацию и супинацию предплечья (рис. г).

* Плоские, или тугоподвижные, суставы. Этот вид суставов дает возможность выполнять только скользящие движения. Примерами могут служить небольшие суставные поверхности позвонков и межпястные суставы кисти. Соприкасающиеся поверхности почти плоские или же одна из них может быть слегка выгнутой, а другая- слегка вогнутой (рис. д).

* Седловидные суставы. Такой сустав по форме напоминает седло: поверхность каждой кости является вогнутой в одном направлении и выгнутой в перпендикулярном ему направлении. Движение в суставе может выполняться в двух направлениях: сгибание-разгибание и отведение-приведение. Лучшим примерам сустава этого вида является запястно-пястный сустав у основания большого пальца (рис. е).

Виды движения

Существует шесть основных видов остеокинетического ( произвольного или активного) движения, которое может выполнить сегмент тела.

Сгибание представляет собой движение, при котором уменьшается угол между костями, образующими сустав. Примерами этого вида движения является сгибание локтевого сустава, наклон (сгибание) головы вперед во время молитвы, сгибание ноги в коленном суставе.

Разгибание представляет собой увеличение угла между костями, образующими сустав, при этом происходит распрямление его кинематической цепи. Когда разгибание превышает анатомическое положение, говорят о гиперразгибании .

Отведение - движение сегмента тела от средней линии тела или от той части тела, к которой он прикреплен. Примерами отведения являются движения рук или ног в стороны.

Приведение - это движение, противоположное отведению. Это движение сегмента тела к средней линии тела или к той части тела, к которой он прикреплен. Примером является приведение рук к туловищу.

Вращение - движение сегмента тела вокруг своей оси. Примером такого движения являются повороты головы из стороны в сторону .

Циркумдукция представляет собой движение, при котором конец сегмента описывает круг. Циркумдукция нередко является сочетанием сгибания, приведения, разгибания и отведения. Примером являются круговые движения руками.

Специальные движения. Существует ряд терминов, которые используют для описания определенных специальных видов движений. Супинация - это направленное наружу вращение предплечья. Таким образом, это движение связано с поворотом ладони вперед (из положения стоя руки по бокам).

Пронация - это направленное вовнутрь вращение предплечья. Это движение используется при повороте дверной ручки или отвертки.

Инверсия - поворот подошвы стопы вовнутрь. Это движение нередко имеет место при растяжении голеностопного сустава.

Эверсия - вращение подошвы стопы наружу.

Существуют и другие виды движений, происходящие в голеностопном и подошвенном суставах: тыльное сгибание, или разгибание стопы назад («взять носки на себя»); сгибание подошвы (носки оттянуть), или подошвенное сгибание.

Два последних вида специальных движений- протракция и ретракция плечевого пояса. В первом случае выполняется направленное вперед движение плеча, лопатки и ключицы. Это движение наблюдается во время выполнения фазы подъема при выжимании в упоре. Ретракция представляет собой направленное назад движение плеча, лопатки и ключицы. Примеры ретракции можно найти в гребле и в стрельбе из лука (оттягивание тетивы). 

Рост костей и гибкость

Продольный рост костей человека происходит за счет эпифизарного хряща вместе с развитием мягких тканей, таких, как мышцы и сухожилия. В то же время, в периоды быстрого скелетного роста может происходить увеличение плотности сухожилий вокруг суставов и снижение гибкости. По мнению некоторых специалистов, это увеличение плотности (тугоподвижности) сухожилий и мышц обусловлено тем, что кости развиваются значительно быстрее, чем развиваются и растягиваются мышцы. Поскольку мышцы и соответствующие им соединительные ткани отстают в развитии, их напряжение и тугоподвижность возрастают. Это пассивное напряжение в дальнейшем стимулирует производство дополнительных саркомеров (функциональных единиц мышцы) и последующее снижение тугоподвижности. Именно поэтому Лирд рекомендует детям постоянно выполнять упражнения на растягивание, чтобы сохранить гибкость и предот­вратить возможные травмы.

В то же время Прафф, исследовав группу студентов мужского пола, состоящую из 84 человек, не обнаружил у них подобного дефицита. Более того, он определил, что оценка фазности Таннера (ТФ), позволяющая определить половую зрелость, используя рейтинг от I (незрелый) до V (зрелый), основанный на структуре и росте волос на лобке, является более прогностическим показателем силы и гибкости, чем возраст.

Существует также вероятность того, что относительная интенсивность роста соединительной ткани диспропорционально опережает интенсивность роста костей. Подобная ситуация может привести к гипермобильности. Иными словами, в определенные стадии развития скелета интенсивность роста костей может отставать от интенсивности развития связочной и оболочной тканей. Таким образом, чрезмерная длина связки может привести к гипермобильности сустава.



Общий анализ мышц

Мышца - сложная структура, состоящая последовательно из более мелких единиц, которые частично обусловливают гибкость. Было доказано, что филамент главным образом определяет напряжение саркомера в покое. Результаты многочисленных исследований также продемонстрировали, что мышечной ткани присуща высокая степень адаптации. Теоретический предел удлинения саркомера при сохранении хотя бы одного поперечного мостика между филаментами актина и миозина на 50 % превышает его длину в по­кое. Таким образом, сократительные элементы мышцы способны увели­чивать свою длину более чем на 50 % по сравнению с длиной в покое, что позволяет мышцам двигаться в полном диапазоне. Также было установлено, что количество саркомеров, их длина и длина мышечных волокон могут адаптироваться к функциональной длине всей мышцы. В настоящее время ученые предполагают, что растягивание способно модулировать генную экспрессию и влиять на степень растяжимости мышц. Классическая организация скелетной мышцы



Теория сокращения

Функция мышцы состоит в производстве или генерации напряжения. Этот процесс генерации напряжения называется сокращением. Главная цель мышечного сокращения - производство движения. Две другие функции, связанные с сокращением - это сохранение положения и производство телом тепла. После инициации мышечного сокращения происходит целый ряд физических и химических явлений.

Ультраструктурная (физическая) основа сокращения. Механизм, посредством которого мышца сокращается, расслабляется или удлиняется, можно объяснить ультраструктурой саркомера. Наиболее известной теорией является теория скольжения филаментов. В соответствии с этой теорией, изменения длины саркомера обусловлены (исключительно) относительным скольжением толстого и тонкого филаментов. Точный механизм, регулирующий сократительные элементы, еще не совсем хорошо изучен. По мнению Поллака, например, эта теория не имеет под собой достаточно прочной основы. Не так давно появилась новая гипотеза, согласно которой после периодов сокращения саркомера следуют паузы, во время которых длина не изменяется или изменяется незначительно, в результате чего форма волны сокращения имеет ступенчатый характер.

При максимальном сокращении длина саркомера может уменьшиться на 20-50% по сравнению с его длиной в покое. При пассивном растягивании она может превысить обычную длину на 120 %. Результаты наблюдений показывают, что длина А-дисков и, следовательно, толстых филаментов всегда остается постоянной. Остается постоянным на всех этапах обычного сокращения и расстояние между Z-линией и краем Н-зоны, а это свидетельствует о том, что длина тонких актиноных филаментов также не подвергается изменениям. Исходя из этих наблюдений, ученые пришли к выводу, что изменение длины мышцы обусловлено скольжением толстого и тонкого филаментов относительно друг друга.

Таким образом, когда мышца сокращается, активный и миозинавый филаменты скользят один относительно другого, в результате чего каждое волокно сокращается (теория скольжения филаментов). Чтобы этот процесс имел место, Z-линия саркомера должна приблизиться к А-диску, что приведет к постепенному сужению и последующему «устранению» I-дисков и Н-зоны.

Молекулярная (химическая) основа сокращения. Немедленным источником энергии для осуществления мышечных сокращений служит расщепление аденозинтрифосфата (АТФ), обусловленное нервными импульсами. Когда нервные импульсы поступают в волокно скелетной мышцы, они распространяются по сарколемме и двигаются вовнутрь через Т-трубочки. Это приводит к увеличению проницаемости и вызывает выделение ионов кальция (Са2+) из мешочков саркоплазматического ретикулума в саркоплазме. Считают, что в состоянии покоя молекулы тропомиозина находятся сверху активных участков на филаментах актина, что предотвращает привязывание на поперечных мостиках миозина и актиноном филаменте. После выделения Са2+ они связываются с молекулами тропонина на филаменте актина. Этот процесс называется «включением» активных участков на филаменте актина. Одновременно происходит зарядка незаряженного комплекса поперечного мостика АТФ, что позволяет актину и миозину образовать актомиозиновый комплекс. Это, в свою очередь, активирует ферментный компонент миозинового филамента, который называется миозин АТФ-аза. Миозин АТФ-аза расщепляет АТФ на АДФ и Рн (неорганический фосфат), что сопровождается выделением энергии. В результате выделения энергии изменяется угол поперечных мостиков и они скользят над филаментом миозина к центру саркомера. Мышца сокращается и производит напряжение. Таким образом, очевидно, что активация мышц полностью зависит от нервных импульсов. Без нервного импульса генерирование мышечного напряжения просто не­возможно.



Теория мышечного расслабления

Способность мышцы расслабляться - неотъемлемое условие оптимального движения и состояния здоровья. Поэтому процесс мышечного расслабления тщательно изучался как на физическом, так и на химическом уровнях. Вместе с тем точный механизм расслабления еще не до конца изучен. В следующих разделах мы рассмотрим физическую и химическую основу расслабления.

Ультраструктурная (физическая) основа расслабления. Мышечное расслабление является полностью пассивным. Когда в мышечные волокна не поступают нервные импульсы, они расслабляются. Следовательно, расслабление представляет собой прекращение производства мышечного напряжения. Когда поперечные мостики отделяются во время расслабления, внутренняя эластичная сила, накопившаяся в филаментах во время сокращения, выделяется. Таким образом, эластическая тяга эластичных компонентов является именно тем, что возвращает длину миофибрилл к длине, наблюдаемой в состоянии песокращения. Вторая возможная восстанавливающая сила может возникать в результате взаимного наложения тонких филаментов, которые отталкивают друг друга ввиду одинакового заряда. Предполагают, что «такие восстанавливающие силы снижают энергетическую стоимость расслабления». Кроме того, эластичность соединительных тканей сухожилий, которые прикрепляют концы мышцы к кости, восстанавливает исходную длину мышцы.

Молекулярная (химическая) основа расслабления. Химические реакции, связанные с расслаблением, недостаточно хорошо изучены. По мнению большинства ученых, расслабление обусловлено прекращением процесса сокращения. Во время расслабления сочетания кальций-тропонин отделяются и ионы кальция возвращаются в мешочки саркоплазматического ретикулума. Поскольку тропании уже больше не связан с кальцием, он предотвращает взаимодействие актина с миозином. Это способствует диссоциации актина и миозина и «повторному скольжению» филаментов назад в положение покоя. Иными словами, сокращение «включается» выделением кальция и «выключается» его устранением.

Теория мышечного удлинения

Мышечные волокна не способны сами по себе удлиняться или растягиваться. Чтобы произошло их удлинение, к мышце должна быть припожена сила извне. Это может быть сила притяжения, сила движения, сила мышц-антагонистов, действующих на противоположную сторону сустава, сила, прилагаемая другим человеком или другой частью своего тела.

Теоретическое ограничение реакции на растяжение сократительного компонента мышечной клетки, основанное на теории скольжения филаментов, можно определить путем измерения под микроскопом длины саркамера, миозиновых филаментов, актиновых филаментов и Н-зоны. Рассмотрим, как изменяется длина саркомера при растяжении по сравнению с длиной в покое.

При максимальном растягивании саркомера до точки разрыва его длина может достигнуть приблизительно 3,60 мкм. Разрыв саркомера, естественно, нежелателен. Наша главная задача- растянуть саркамер до такой длины, при которой происходит незначительное перекрывание филаментов и хотя бы один поперечный мостик сохраняется между филаментами актина и миозина. Эта длина составляет около 3,50 мкм. Таким образом, при длине саркомера в покое 2,30 мкм его сократительный компонент способен увеличиться на 1, 20 мкм, то есть увеличение по сравнению с состоянием покоя составляет свыше 50 %. Если длина саркомера в покое 2,1 О мкм, а все остальные факторы остаются постоянными, сократительный компонент мышцы может увеличить свою длину по сравнению с длиной в покое на 67 %. Такая растяжимость дает возможность нашим мышцам двигаться с большой амплитудой. 

Длина сократительных компонентов в покое

Другие факторы, ограничивающие диапазон движения

Ряд факторов могут ограничивать диапазон движения сустава. Это может быть мышечный дисбаланс, неадекватный мышечный контроль, возраст мышцы или ее иммобилизация.

Мышечный дисбаланс. Здоровые мышцы сохраняют структурный гомеостаз. Ключом такого структурного баланса является взаимная тяга мышц-антагонистов, расположенных на противоположной стороне сустава. Дисбаланс этих сил тяги может повлиять на диапазон движения. Мышечный дисбаланс может быть обусловлен рядом факторов, включая наличие гипертонических мышц (т. е. мышц, находящихся в состоянии контрактуры или спазма) или слабых мышц.

Неадекватный мышечный контроль. Даже если человек от рождения наделен достаточной гибкостью, локальный мышечный контроль мо­жет быть неадекватным для выполнения определенных элементов, требующих проявления гибкости. Это объясняется тем, что многие из них состо­ят из дополнительных компонентов. В данном контексте мы рассматриваем мышечный контроль как наличие адекватного баланса, координации или контроля за частью (частями) тела или достаточной силы для выполнения конкретного элемента, требующего проявления гибкости. Например, чтобы выполнить такой элемент, как «ласточка», требуется умение сохранять равновесие. Кроме того, необходимо обладать достаточной силой, чтобы принять и сохранить необходимое положение. Выполнение более сложных двигательных умений требует соответствующего сочетания всех необходимых качеств и компонентов, подготовленности.

Влияние процесса старения на мышцы. Естественный процесс старения ведет к снижению функциональных возможностей мышцы. Если человек ведет малоподвижный образ жизни, страдает какими-нибудь заболеваниями и т. д., этот процесс протекает намного быстрее. С физиологической точки зрения наиболее очевидным дегенеративным изменением, связанным с процессом старения, является постепенная атрофия мышечной массы. Она обусловлена снижением размера и количества мышечных волокон. Как замечает Уилмор, « ... это снижение количества саркомеров может обусловливать снижение подвижности, обычно наблюдаемое у пожилых людей». Отмечаются значительные колебания возраста, в котором проявляются эти изменения, существенно варьируется и степень изменений. С возрастом также сокращается количество нервных клеток в скелетно-мышечной системе.

По мере атрофии мышечных волокон происходит их замена жировой и волокнистой (коллагеновой) тканью. Коллаген - главный компонент соединительной ткани - характеризуется исключительно низкой эластичностью. Поэтому вполне очевидно, что даже незначительное увели­чение количества коллагена в мышце приводит к существенному снижению ее подвижности. Это явление изучали Альнакиб, Аль-Заид и Голдспинк, использовав для этого камбалавидную мышцу и длинный разгибатель пальцев крыс. Их исследования подтвердили, что общее содержание коллагена с возрастом постоянно увеличивается. Кроме того, они обнаружили в молодой мышце более низкую интенсивность развития пассивного напряжения на каждую единицу увеличения длины. В мышце взрослого животного пассивное напряжение развивалось с большей интенсивностью.

Таким образом, эти изменения в определенной степени обусловливают возрастное снижение гибкости.

Влияние иммобилизации. Способность мышцы адаптировать свою длину в зависимости от положения продемонстрировал в экспериментах еще Марви. В последние 20 лет механизмы адаптации длины мышцы изучали как на клеточном, так и на ультраструктурном уровнях. Исследования, проведеиные Голдспинком и П.Уильямсом и Голдспинком , показали, что увеличение длины мышечного волокна во время нормального развития связано со значительным увеличением количества саркомеров вдоль длины волокон. Так как длина филаментов актина и миозина постоянна, адаптация взрослой мышцы к различной функциональной длине, по-видимому, должна включать производство или удаление определенного количества саркомеров с тем, чтобы сохранить правильную длину саркомера относительно всей мышцы.

При иммобилизации камбалавидной мышцы взрослой кошки в удлиненном положении мышца адаптируется к новой длине. Табари с коллегагами обнаружили, что это удлинение осуществляется за счет появления около 20% новых саркомеров. П.Е.Уильямс и Голдспинк обнаружили, что новые саркомеры добавляются на концах имеющихся миофибрилл. В случае денервации и иммобилизации в удлиненном состоянии производится около 25% саркомеров. После прекращения иммобилизации «нормальная» и денервированная мышца быстро восстанавливают свою первоначальную длину. Совсем недавно было проведено исследование с целью определить, способна ли внеглазная мышечная система трех обезьян адаптироваться таким образом, как мышцы конечности кошек. Исследования показали увеличение длины глазных мышц на 18,25 и 33% вследствие наложения швов.

При иммобилизации конечности с мышцей в сокращенном положении мышечные волокна теряют до 40 % саркомеров. При денервации и иммобилизации в сокращенном положении наблюдали снижение числа саркомеров на 35%. Однако затем количество саркомеров восстанавливается по мере восстановления длины мышцы.

Таким образом, адаптация количества саркомеров в зависимости от функциональной длины мышц происходит не под нейронным контролем. Скорее всего, реакция на количество пассивного напряжения, которому подвергается мышца, носит миогенный характер.

Наряду со снижением длины волокон, а также количества и длины саркомеров ученые выявили и уменьшение растяжимости (увеличение пассивного сопротивления) мышц, иммобилизованных в сокращенном положении. Этот процесс происходил независимо от того, была ли мышца денервирована или нет. Голдспинки Уильямс также обнаружили, что потеря соединительной ткани происходит с меньшей интенсивностью, чем потеря сократительной ткани мышцы. Таким образом, относительное количество соединительной ткани увеличивается. Кроме того, П.Е. Уильямс и Голдспинк установили, что волокна коллагена в иммобилизованной мышце располагаются под более острым углом к оси мышечных волокон, чем в обычной мышце. Это изменение, очевидно, влияет на эластичность мышцы.

Снижение степени растяжимости, вероятно, является защитным механизмом, который не допускает резкого перерастяжения мышцы. Этот механизм особенно важен для сокращенной мышцы (т. е. мышцы, утратившей саркомеры), поскольку растягивание даже в обычном диапазоне движения приведет к перерастяжению саркомеров и филаменты миозина и актина не смогут осуществить взаимное перекрытие, что вызовет временное повреждение мышцы. С другой стороны, изменения в эластичных свойствах мышцы, иммобилизованной в удлиненном положении, не произойдут, поскольку адаптация обратно пропорциональна, а вероятность перерастяжения мышцы такая же, как и для обычной мышцы.

Однако указанное выше снижение степени растяжимости не является просто защитной функцией. Главным последствием изменений количества саркомеров и длины мышцы является смещение кривой длины-напряжения мышцы влево (при иммобилизации мышцы в сокращенном положении) или вправо (при иммобилизации в удлиненном положении). Эти изменения длины помогают мышце адаптироваться к генерированию оптимальных уровней напряжения при новом положении и новой длине.

На основании приведенных выше результатов П.Е. Уильямс с коллегами решили определить, обусловливает ли недостаточное растяжение или недостаточная сократительная активность сокращение количества саркомеров, увеличение концентрации коллагена и увеличение тугоподвижности мышц, которое наблюдается при их иммобилизации в сокращенном положении. Они обнаружили, что аккумуляция соединительной ткани, имеющая место в иммобилизованных мышцах, может быть предотвращена либо путем пассивного растяжения, либо путем активной (электрической) стимуляции.

В связи с этим возникает вопрос, являются ли короткие периоды растягивания достаточно эффективными для предотвращения изменений в соединительной ткани мышц, длине волокон и количестве саркомеров, т. е. способствуют ли они сохранению диапазона движений сустава? Исследование, проведенное П.Е. Уильямсом на мышах, показала, что периоды пассивного растягивания продолжительностью всего 15 мин (через день) обеспечивают нормальные пропорции соединительной ткани. В то же время они не способствуют предотвращению снижения длины мышечных волокон, которое ведет к заметному ограничению диапазона движения.

Соединительная ткань и факторы на неё влияющие

Соединительная ткань играет важную роль в определении диапазона движения. На эту ткань влияют различные факторы, в том числе процесс старения, иммобилизация, метаболические расстройства, дефицит или избыток питательных веществ и т. д. Сухожилия, связки и фасции обусловливают соответственно 10, 47 и 41 % общего сопротивления движению. Поскольку соединительная ткань - один из наиболее подверженных воздействию компонентов, ограничивающих диапазон движения, ее следует оптимально растягивать.

Структуры, состоящие из соединительной ткани

Сухожилия. Мышцы прикрепляются к костям при помощи сухожилий. Главная функция сухожилия - передача напряжения от мышцы к кости, обусловливающая производство движения. Сухожилия играют исключительно важную роль в определении качества движения.

Основными составными сухожилий являются толстые, плотно уложенные параллельные коллагеновые пучки разной длины и толщины. Для них характерна продольная полосатость, и во многих местах они сливаются друг с другом. Фибриллы, входящие в состав сухожилий, расположены исключительно по направлению к длинной оси, которая также представляет собой направление движения естественной физиологической нагрузки. Сухожилие, таким образом, преимущественно приспособлено противостоять движению в одном направлении. При этом, чем выше соотношение коллагена и эластичных волокон, тем большее число волокон ориентировано в направлении нагрузки (стресса) и тем больше площадь поперечного сечения или ширина сухожилия, а следовательно, тем прочнее сухожилие.

Сухожильный пучок окутан эндотендинием. За ним следуют перитендиний и эпитендиний.

В сухожилии нагрузка порядка 4 % считается особенно значительной и соответствует пределу прочности и, следовательно, эластичности. Дальнейшее растягивание может привести к травме.

При воздействии напряжения растягивания на сухожилие происходит деформация. При невысоких уровнях напряжения волнистая структура коллагеновых пучков сухожилия выпрямляется, обеспечивая быструю и незначительную деформацию. Дальнейшее растягивание приводит к деформации, которая оказывается линейно связанной с количеством напряжения. В этом диапазоне нагрузок устранение воздействия нагрузки приводит к тому, что сухожилие принимает свою исходную длину. Если нагрузки превышают этот диапазон, происходит постоянное изменение длины, сопровождающееся микротравмой структурной целостности сухожилия.

Связки соединяют кости между собой. В отличие от сухожилий, они прикрепляются (входят) к костям с обоих концов. Их функция состоит в удерживании сустава (т. е. места соединения двух и более костей). Имеется весьма обширная информация о видах чувствительных нервных окончаний, находящихся в связках и выполняющих роль рецепторов нервной системы. Таким образом, «они могут играть значительно более важную роль в нормальном функционировании суставов, чем считалось, и могут вносить соответственно более значительный вклад в патологические последствия травм».

Связки похожи на сухожилия, однако их элементы не так правильно расположены. Как и сухожилия, они состоят главным образом из пучков коллагеновых волокон, расположенных параллельна друг другу или переплетенных друг с другом. Связки имеют различную форму; для них характерна более значительная «смесь» эластичных и тонких коллагеновых волокон, переплетенных с параллельными пучками. Следовательно, они гибкие и податливые, что обеспечивает свободу движений, и в то же время прочные и нерастяжимые, что обусловливает их резистентность прикладываемым силам.

Биохимический анализ показывает, что связки состоят в основном из коллагеновой ткани. Исключение составляют желтая и выйная связки, которые соединяют пластинки соседних позвонков нижней части спины и шеи соответственно. Эти связки состоят почти полностью из эластичных волокон, поэтому они достаточно эластичны. Другая причина различий между некоторыми связками и сухожилием, касающаяся их высокоэластичных свойств, связана с процентом ГАГ. Исследования, проведенные Ву, Гамесом и Акесоном, показали, что содержание ГАГ в связке составляет всего 1-1,5 %. Такое же количество ГАГ содержится в коллатеральных связках. Содержание ГАГ в крестообразных связках несколько выше- 2,5-3,0 %. Возникает вопрос: повышает ли более высокий процент ГАГ растяжимость связок?

Джане и Райт в своем исследовании установили, что сухожилия обеспечивают всего около 10 % общей резистентности движению. В то же время они выявили, что связки и суставные капсулы обеспечивают около 47% общего сопротивления движению. Следовательно, эти ткани играют более существенную роль в определении конечной амплитуды движения сустава. Следует отметить, что упражнения на растягивание, используемые обычными людьми, не должны быть направлены на удлинение суставной капсулы и связок, имеющих нормальную длину, поскольку это может дестабилизировать сустав и повысить вероятность травм. Вместе с тем не следует полностью запрещать упражнения на растягивание связок и суставных капсул, так как их выполнение под наблюдением специалистов является во многих случаях весьма эффективным для коррекции неполных вывихов, увеличения диапазона движения, уменьшения боли. Растягивание сустав­ной капсулы является необходимым, если она укоротилась и ограничивает диапазон движения (например, при воспалении капсулы плеча).

Фасция - термин, который употребляется в макроскопической анатомии для обозначения всех фиброзных соединительных структур, не имеющих специального названия. Подобно упомянутым выше тканям, фасция может иметь различную толщину и плотность в зависимости от функциональных потребностей и обычно представлена в виде перепончатых «простыней».

Различают три вида фасций. Поверхностная фасция находится непосредственно под кожей. Она имеет два слоя. Внешний слой называется жировым. Он содержит разное количество аккумулированного жира. Внутренний слой представляет собой тонкую мембрану, которая не содержит жира. Во многих частях тела поверхностная фасция свободно скользит над глубокой фасцией, обусловливая характерную подвижность кожи. Глубокая фасция находится непосредственно под поверхностной и обычно более плотная и компактная. Она покрывает мышцы, кости, нервы, кровеносные сосуды и органы тела и сливается с ними. Кроме того, она компартментализует тело, отделяя, например, мышцы от внутренних органов. Подсерозная фасция находится в глубине вокруг полостей тела. Она образует фиброзный слой серозной мембраны, окутывающей и поддерживающей внутренние органы. Примером могут служить плевра вокруг легких, перикард вокруг сердца и брюшина вокруг брюшной полости и органов.

Название глубокой фасции, окружающей и увязывающей мышцу в отдельные группы, зависит от местонахождения. Оболочки соединительной ткани, окутывающие всю мышцу, называются эпимизием. Перимизий окутывает пучки мышечных волокон и соединяет их с эпимизием. Перимизий не только связывает мышечные волокна в пучки, но и привязывает каждое мышечное волокно, находящееся в пучке, к соседнему. В перимизим можно обнаружить до 150 отдельных волокон. Вокруг каждого мышечного волокна находится эндомизий, который также соединяется с перимизием. И наконец, сарколемма, соединительная ткань, покрывает функциональную единицу мышцы - саркомер.

Влияние иммобилизации на соединительную ткань

В результате аномальных физических и химических состояний фасция может утолщаться, укорачиваться, кальцифицироваться, подвергаться эрозии, что зачастую сопровождается болезненными ощущениями. В частности, при иммобилизации суставов на какое-то время элементы соединительной ткани капсул, связок, сухожилий, мышц и фасции теряют способность растягиваться. Кроме того, иммобилизация сопровождается изменением химической структуры ткани: снижением содержания гналурононой кислоты приблизительно на 40 %, концентрации хондроитин-4- и хондроитин-6-сульфата - на 30 % и содержания воды - на 4,4 %. Если допустить, что расстояние между волокнами сокращается при снижении объема ГАГ и воды, то такое снижение содержания последних приведет к критическому сокращению расстояния между коллагеновыми волокнами. Следовательно, волокна соединительной ткани сблизятся друг с другом и постепенно соединятся, образовав аномальное поперечное соединение. В результате значительно снизится степень растяжимости и увеличится тугоподвижность тканей.

Отмечая значение иммобилизации и мобилизации, Донатепли и Оуэнс-Буркхарт писали:

«Если движение является главным стимулом биологической активнос­ти, то количество, продолжительность, частота, интенсивность и время начала движения играют важную роль в желаемом терапевтическом воздействии на структуры соединительной ткани. Эти факторы следует определять, прежде чем мы поймем оптимальные положительные воздействия мобилизации».

Метаболические и пищевые влияния на соединительную ткань

Нормальное развитие ткани и лечение повреждений представляют со­бой весьма динамичную, интегрированную серию клеточных, физиологических и биохимических явлений, происходящих в организме. Два фактора играют существенную роль с точки зрения оптимизации функции, роста ткани и лечения травм: метаболизм и питание (достаточное содержание витаминов А, Е и С, кальция, меди, железа, магния и марганца). Известно, что пищевой дефицит, избыток, или дисбаланс, воздействуют на метаболизм и созревание белков соединительной ткани. Более того, как показывают исследования, врожденные генетические нарушения влияют на активность ферментов и далее на метаболические пути обмена, участвующие в синтезе соединительной ткани. Поскольку в образовании ткани участвуют несколько ферментов, дефекты могут проявиться на любом этапе модификации. В свою очередь, эти дефекты соединительной ткани могут оказать влияние на эластичность, тугоподвижность, диапазон движения и лечение повреждений.

Мягкие ткани

Ткани можно разделить на две категории: жесткие и мягкие. К первым относятся кости, а также зубы, ногти и волосы. К мягким тканям относятся сухожилия, связки, мышцы, кожа и большинство других тканей . Мягкие ткани разделяют на две группы: сократительные и несократительные.

Свойства мягких тканей. Мягкие ткани отличаются своими физическими и механическими характеристиками. Как сократительные, так и несократительные ткани являются растяжимыми и эластичными, однако первые являются еще и сжимаемыми. Сокращаемость представляет собой способность мышцы укорачиваться и производить напряжение вдоль своей длины. Растяжимость - это способность мышечной ткани растягиваться в ответ на приложенную извне силу. Чем меньше силы, производимые в мышце, тем больше степень растяжения.

Взаимосвязь между механическими свойствами мягких тканей и растягиванием. Чем выше жесткость мягкой ткани, тем большую силу следует приложить, чтобы вызвать ее удлинение. Ткань, имеющая малую степень жесткости, не способна противостоять растягивающему усилию в той же мере, что и ткань с высокой степенью жесткости, и поэтому для производства такой же деформации требуется значительно меньшая сила, а мягкие ткани с более высокой степенью жесткости менее подвержены травмам (включая разрывы связочной ткани и сократительной, или мышцы).

Мягкие ткани не являются совершенно эластичными. Если превышен предел эластичности, то после прекращения действия силы они не способны восстановить свою исходную длину. Разница между исходной и новой длиной называется количеством потерянной эластичности. Эта разница коррелирует с минимальным повреждением ткани. Следовательно, в случае незначительного растяжения мягкие ткани не восстанавливают исходную длину после устранения чрезмерной нагрузки, что ведет к постоянной нестабильности сустава.

Возникает естественный вопрос: надо ли для развития гибкости рас­тягиваться до предела эластичности или следует только слегка превышать его? Большинство авторитетов рекомендуют растягиваться до появления чувства дискомфорта или напряжения, но не боли. Однако в чем заключается разница между дискомфортом и болью? Значение этих понятий в медицине (и других дисциплинах) можно интерпретировать по-разному, в зависимости от того, кто осуществляет интерпретацию. В 1979 г. была создана Международная ассоциация по изучению боли с целью разработать общеприемлемое определения понятия «боль», а также систему классификации болевых синдромов. Было дано определение боли и названы еще 18 общих терминов. Нас интересуют только три:

...